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1、摘 要本文通过对鼠标的构造特点，使用规定的市场调研以及注塑模具分析，提出了鼠标外壳设计方案。运用CAXA制造工程师设计出鼠标外壳,并且根据外壳的造型设计了鼠标外壳的凸模，提出了从造型设计到数控加工刀具轨迹仿真、代码生成和输送给数控机床等一体化的全面解决方案。从而缩短了模具的设计、制造周期，提高了模具加工质量和精度。随着计算机、自动化及网络技术在制造系统中的应用，信息技术对制造技术发展的作用目前已占到第一位。虚拟制造技术是以计算机支持的仿真技术为前提，对设计、加工、成型、装配、维护等，通过统一建模形成虚拟的环境、虚拟的过程、虚拟的产品。本文最后对虚拟制造技术的应用前景作出了简略分析。核心字：CA
2、XA制造工程师，鼠标壳体，凸模设计，数控加工仿真，虚拟制造技术AbstractBased on the structural characteristics of mouse, requirements of the use of market research and injection mold analysis, puts forward the design scheme of the mouse shell.Using CAXA Manufacturing Engineer to design a mouse shell, shell and according to the des
3、ign of the mouse shell punch, made from the design to the NC machining tool path simulation, code generation and transmission to the CNC machine tools such as the integration of the overall solution.Thereby shortening the mold design, mold manufacturing cycle, improve the processing quality and prec
4、ision.With the development of computer, automation and network technology in the application of information technology on the development of manufacturing technology, the role now accounted for the first.Virtual manufacturing technology is supported by the computer technology as the premise, to desi
5、gn, processing, molding, assembly, maintenance and so on, through the United Modeling the formation of virtual environment, virtual process, virtual product.At the end of the article, the application of virtual manufacturing technology has made a brief analysis of prospect.Key words: CAXA manufactur
6、ing engineer, Mouse shell, Punch design, CNC, Virtual manufacturing technology目 录前言.11 概述22 鼠标成型工艺42.1 鼠标塑件分析42.2 鼠标塑件工艺的分析42.3 成型工艺过程42.4 鼠标塑件材料选用及特性.43鼠标外壳的三维建模63.1鼠标造型设计63.1.1 草图绘制.63.1.2 鼠标外壳拉伸增料73.1.3 鼠标外壳曲面生成83.1.4 创立主体的过渡圆角93.1.5 保存实体文献93.2 鼠标外壳凸模设计94鼠标凸模加工设计.114.1 加工工艺分析114.2 后置设立114.3 等高线粗加
7、工及加工轨迹.124.4 等高线精加工及加工轨迹144.5 轨迹仿真154.6 粗、精加工G代码生成.164.7 生成工艺清单175 鼠标凸模NC加工仿真195.1机床设立.195.2 数控加工206虚拟制造技术的应用前景分析22结 论24致 谢25参照文献26附录A:加工G代码27附录B:鼠标凸模加工工艺清单29前 言从1968年第一只鼠标诞生至今，已通过去了近50年，在这漫长的时间里，无论是表面兼容还是定位方面，鼠标的性能均有了奔腾式的提高，可以满足竞技游戏等顾客的高规定。鼠标是一种常用的电子计算机的输入设备，它可以对目前屏幕上的光标进行定位，并通过按键和滚轮装置对光标所通过的屏幕区域进行
8、操作。鼠标因形似老鼠而来，“mouse”，全称：显示系统纵横位置批示器。鼠标从浮现到目前是人类的计算操作过程的简化。目前市场上有诸多的鼠标产品，外形也应有尽有，但是无论形状是如何的美观，最重要的还是手感和质量。本文通过对鼠标的构造特点，使用规定的市场调研以及注塑模具分析，提出了鼠标外壳设计方案。运用CAXA制造工程师设计出鼠标外壳,并且根据外壳的造型设计了鼠标外壳的凸模，提出了从造型设计到数控加工刀具轨迹仿真、代码生成和输送给数控机床等一体化的全面解决方案。从而缩短了模具的设计、制造周期，提高了模具加工质量和精度。本文第二章对鼠标成型工艺进行了分析；第三章重点描述了鼠标外壳的三维建模；第四章重
9、要描述了对鼠标外壳凸模的加工设计；第五章则描述了数控加工过程；第六章则是对虚拟制造技术的应用前景进行简要分析。三维建模软件采用的是CAXA制造工程师，是由国内北京北航海尔软件有限公司研制开发的全中文、面向数控铣床和加工中心的三维CAD/CAM软件。它基于微机平台，采用原创Windows菜单和交互方式，全中文界面，便于轻松的学习操作。它全面支持图标菜单、工具条、快捷键。顾客还可以自有创立符号符合自己习惯的操作环境。它既具有线框造型、曲面造型和实体造型的设计功能，又具有生成二至五轴的加工代码的数控加工功能，可用于加工具有复杂三维曲面的零件。本次设计中凸模的加工用到了FANUC OIM 数控铣床。F
10、ANUC系统是日本富士通公司的产品，一般其中文译名为发那科。系统在设计中大量采用模块化构造。这种构造易于拆装、各个控制板高度集成，使可靠性有很大提高，并且便于维修、更换。FANUC系统设计了比较健全的自我保护电路。PMC信号和PMC功能指令极为丰富，便于工具机厂商编制PMC控制程序，并且增长了编程的灵活性。系统提供串行RS232C接口，以太网接口，可以完毕PC和机床之间的数据传播。虚拟制造技术是以计算机支持的仿真技术为前提，对设计、加工、成型、装配、维护等，通过统一建模形成虚拟的环境、虚拟的过程、虚拟的产品。通过仿真，及时地发现产品设计和工艺过程也许浮现的错误和缺陷，进行产品性能和工艺的优化，
11、从而保证产品质量。因此，目前对虚拟制造技术的应用前景的分析对将来制造业的发展显得尤为重要。1 概述本次设计的课题是对鼠标壳体进行凸模设计以及数控加工。鼠标壳体的尺寸规定如图1.1壳体三视图和轴测图所示：图1.1 壳体三视图和轴测图Figure 1.1 shell view and axonometric drawing通过对鼠标壳体的分析，需要用到三维建模软件对壳体进行三维建模，并应当能生成G代码供数控加工使用，从而减少设计周期。目前机械设计中应用最多的就是CAXA制造工程师，并且能满足以上所有规定。CAXA制造工程师不仅是是一款高效易学，具有较好工艺性的数控加工编程软件，并且还是一套Wind
12、ows原创风格，全中文三维造型与曲面实体完美结合的CADCAM一体化系统。CAXA制造工程师为数控加工行业提供了从造型设计到加工代码生成、校验一体化的全面解决方案。CAXA制造工程师将CAD模型与CAM加工技术无缝集成，可直接对曲面、实体模型进行一致的加工操作。支持轨迹参数化和批解决功能，明显提高工作效率。支持高速切削，大幅度提高加工效率和加工质量。通用的后置解决可向任何数控系统输出加工代码。基于CAXA制造工程师的数控加工中重要涉及如下几种方面内容：一方面是根据鼠标三维图纸，对零件进行造型；另一方面是进行数控加工工艺分析，选定合适的加工措施进行有关参数的设定。最后加工仿真，生成G代码及有关工
13、艺性文献。流程图如图1.2所示，图1.2 CAXA制造工程师加工流程图Figure 1.2 CAXA manufacturing engineer processing flow chart数控加工采用的是Nanjing Swansoft CNC 数控系统FANUC OIM 型号数控铣床，该机床拥有真实感的三维数控机床和操作面板，动态旋转、缩放、移动、全屏显示等功能的实时交互操作方式，支持ISO-1056准备功能码（G代码）、辅助功能码（M代码）及其他指令代码，支持各系统自定义代码以及固定循环，可以直接调入UG、PRO- E、Mastercam等CAD/CAM后置解决文献模拟加工，拥有Wind
14、ows系统的宏录制和回放，可以选择工件选放、装夹，可以自定义基准对刀、手动对刀零件切削，带加工冷却液、加工声效、铁屑等，采用数据库管理的刀具和性能参数库，内含多种不同类型的刀具，支持顾客自定义刀具功能，并拥有加工后的模型的三维测量功能。因此，决定用CAXA制造工程师对鼠标壳体进行三维建模，在此基本上进行鼠标壳体凸模的设计、进行数控轨迹仿真、生成G代码，用FANUC OIM 型号数控铣床对前面所设计的凸模进行加工，这样就有效缩短了设计周期。2 鼠标成型工艺2.1 鼠标塑件分析鼠标外壳整体为一薄壁壳体类零件，其尺寸为100mmx60mmx30mm。没有侧向凸凹及孔，但壳体表面由扫描面构成,塑件上表面规定光洁平整，无缩孔、飞边及毛刺。转角处用圆角R2过渡。因此，此模具设计比较简朴。2.2 鼠标塑件工艺的分析 （1）构造分析。该零件的形状为上表面为一光滑曲面，四周为平面，转角处用圆角R2过渡。塑件的几何形状除能满足使用外观规定外，还做到尽量使其相应的模具构造简朴化，便于加工成型。壁厚。一般热塑性塑料的注塑件壁厚一般在2-4mm范畴内，分析设计塑件功能规定，拟定塑件的壁厚为2mm。设机制品应尽量减少壁厚和壁厚的不均匀性，这样有助于缩短模塑间期，提高生产效率及节省材料。脱模斜度。根据已选定的材料ABS，其脱模斜度宜为（401.5度）。圆角。塑件面与面之间一般采用圆弧过渡
